Лабораторные работы лабораторная работа 1 icon

Лабораторные работы лабораторная работа 1


Смотрите также:
Лабораторная работа №1...
Изучение макрокоманд программы ms excel с выполнением контр...
Лабораторная работа №1. Освоение приемов работы с электронными таблицами. 5...
Лабораторная работа №1 заключается в создании и заполнении отношений бд по одному из вариантов...
Лабораторная работа №1...
Лабораторная работа N2 по курсу «Вычислительные сети и телекоммуникации»...
Лаб раб 1: Типовые звенья систем автоматического управления (сау)...
Лабораторная работа №1...
Лабораторная работа №1. «Диоды в источниках питания»...
Лабораторная работа № топографические карты...
Лабораторная работа 9...
Лабораторная работа №4...



Загрузка...
страницы:   1   2   3   4
скачать
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ


Лабораторная работа 1

Измерение ЭДС медно-цинкового гальванического элемента

и концентрационного элемента

Цель работы:  Измерить ЭДС медно-цинкового гальванического элемента с помощью потенциометра (иономера). Полученные значения э.д.с. сопоставить с величинами, рассчитанными по формулам.

Оборудование:  Электрохимическая (гальваническая) ячейка, электроды медный и цинковый, портативный рН-метр-иономер для стандартных измерений.

Реактивы: Растворы: CuSO4 концентраций 0,01, 0,1 и 0,5М; ^ ZnSO4 концентраций 0,01, 0,1 и 0,5М; насыщенный раствор KCl, дистиллированная вода.

Порядок работы:

  • Измерение ЭДС медно-цинкового гальванического элемента потенциометром.

  1. Составить медно-цинковый гальванический элемент:

() ZnZnSO4  CuSO4 Cu (+)

Концентрации растворов электролитов: CuSO4 - 0,1 моль л1 и ZnSO4 - 0,5 моль л1.

  1. Подключить медно-цинковый элемент к потенциометру (иономеру): медный электрод гальванического элемента подключить к клемме "+" потенциометра, цинковый к "".

  2. Измерить ЭДС элемента потенциометром (иономером), пользуясь инструкцией к прибору. Результаты измерений записать в таблицу 1.

  3. Рассчитать значение ЭДС медно-цинкового элемента.

  4. Повторить измерения с п.1 по п. 4 для растворов электролитов: CuSO4 - 0,5 моль л1 и ZnSO4 - 0,1 моль л1.



Таблица 1.

Номера опытов

Электроды

Электролиты

С, моль л1

Еизмер., В

Ерасчёт., В

1

а

Cu

CuSO4

0,1







Zn

ZnSO4

0,5

б

Cu

CuSO4

0,5







Zn

ZnSO4

0,1

2

а

Cu

CuSO4

0,01







Cu

CuSO4

0,5

б

Zn

ZnSO4

0,001







Zn

ZnSO4

0,5




  • Измерение ЭДС концентрационного элемента.

  1. Составить одну из указанных цепей:

() ZnZnSO4  ZnSO4 Zn (+) или () CuCuSO4 CuSO4 Cu (+)

С1 С2 С1 С2

Концентрации электролитов: С= 0,01 моль л1, С= 0,5 моль л1.

  1. Подключить концентрационный элемент к потенциометру (иономеру) и измерить его ЭДС. Результаты измерений записать в таблицу 3.

  2. Сравнить полученное значение с ЭДС концентрационного элемента, рассчитанной по формуле:

для комнатной температуры.


Вопросы и задачи к работе 1

  1. Механизм возникновения скачка потенциала на границе раздела металл  жидкость. Запишите какие скачки потенциалов возникают на всех границах раздела фаз.

  2. Что называется гальвани-потенциалом? Мерой чего служит его величина?

  3. Гальвани-потенциал, электродный потенциал, стандартный электродный потенциал. Факторы, влияющие на величину электродного потенциала.

  4. Устройство гальванического элемента. Показать, какие скачки потенциалов возникают на границах раздела фаз в медно-цинковом гальваническом элементе. Какие из них дают максимальный вклад в величину ЭДС элемента?

  5. Уравнение Нернста, понятие стандартного электродного потенциала.

  6. От чего зависит величина стандартной ЭДС электрохимического элемента?

  7. Водородный электрод: схема, строение, уравнение реакции, особенности.

  8. Стандартные электродные потенциалы литиевого Li и серебряного Ag электродов соответственно равны –3,02 В и +0,799 В. Определить стандартную ЭДС элемента, составленного из этих электродов.

  9. От каких параметров зависит ЭДС концентрационного элемента?

  10. ЭДС двух концентрационных элементов равны 0,75 В и 0,30 В, соответственно. Показать расчетом, в каком из элементов больше отношение концентраций растворов?

  11. Для гальванического элемента Pt | Сr3+,Сr2+ || Со3+,Со2+ | Pt ввычислить стандартную ЭДС Е°, если Е°(Cr3+,Сr2+|Pt) = -0,41 В, Е°(Co3+,Сo2+|Pt) = 1,82В. Написать уравнение реакции, протекающей в элементе. Рассчитать электродные потенциалы и величину ЭДС элемента, если С(Cr3+) = 0,005; С(Cr2+) 0,05; С(Со2+) = 0,1; С(Co3+) = 0,1.

  12. Гальванический элемент представлен схемой:

() Mg  Mg2+  Co2+  Co (+).

Mg2+  Mg  Ео = 2,363 В

Co2+  Co Ео = 0,277 В

Рассчитать стандартное значение ЭДС этого элемента. Написать электродные реакции.

  1. Концентрации растворов в концентрационном элементе 0,150 и 0,005 моль л1. Рассчитать ЭДС элемента. Т = 300 К, F = 96500 Кл  моль1, = 2, = 8.31 Дж моль1град1.

  2. Вычислите ЭДС элемента:

Pt /Ti+4, Ti+3 // Sn+4, Sn+2/ Pt

C1 C2 C3 C4

C1=C2=C3=C4=1. Значения стандартных потенциалов для электродов Ti+4,Ti+3 и Sn+4,Sn+2 соответственно равны 0,04 и 0,15В.

  1. Определите ЭДС при 298К для элемента:

Pt,H2 / H+ // C6H4(OH)2, C6H4O, H+/ Pt

Стандартный электродный потенциал хингидронного электрода равен 0,6994В.

  1. Стандартные электродные потенциалы некоторых металлов приведены ниже:

Са2+ + 2е  Са0 Е0 = 2.870 В

Сu2+ + 2е  Cu0 Е0 = 0.337 В

Mn2+ + 2e  Mn0 Е0 = 1.180 В

Какой из перечисленных металлов легче переходит в раствор?


Лабораторная работа 2

Определение редокс-потенциала

Цель работы: Измерить редокс-потенциал нескольких смесей различного состава, приготовленных из растворов солей K3[Fe(CN)6] (красная кровяная соль) и K4[Fe(CN)6] (жёлтая кровяная соль). Построить график зависимости редокс-потенциала этой системы от логарифма соотношений концентраций окисленной и восстановленной форм железа.

Оборудование:  Штатив с бюретками, потенциометр (иономер), электроды: платиновый (измерительный) и хлорсеребряный (сравнения), химические стаканы.

Реактивы:  растворы красной K3[Fe(CN)6] и желтой K4[Fe(CN)6] кровяных солей одинаковой концентрации 0.01 мольл1, раствор KCl (2 мольл1), дистиллированная вода, бумажные фильтры.

Порядок работы:

  1. Составить смеси растворов красной и желтой кровяных солей в соответствии с таблицей 2.

  2. Измерить потенциометром ЭДС элемента:

() AgAgCl, КClнасыщ  K3[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6]  Pt (+)

для каждого соотношения концентраций окисленной и восстановленной форм железа.

  1. Рассчитать величину редокс-потенциала Еr по формуле:

Еr = E + ECl¯, Ag/Ag,

где Еr  редокс-потенциал, В,

Е  измеренное потенциометром значение ЭДС, В,

ECl¯, Ag/Ag  потенциал насыщенного хлорсеребряного электрода, величина которого для данной температуры (в °С) рассчитывается по формуле:

ECl¯, Ag/Ag = 0.2224 – 0.00065 (t – 25).


Таблица 2.



  1. Объем, мл

    Cох /Cred

    lg (Cох /Cred)

    E, B

    Er, B

    K3 [Fe (CN)6]

    K4 [Fe (CN)6]

    КС1

    20

    2

    10













    16

    6

    10













    11

    11

    10













    6

    16

    10













    2

    20

    10












    Построить график зависимости Еr от lg (Cox/Cгеd). По оси ординат отложить значения Еr, начиная с 0,3 В (масштаб: 0.1 В – 5 см), а по оси абсцисс – значения lg (Cox/Cгеd), (масштаб: 1 ед. – 5 см).

  2. Рассчитать из графика:

а) тангенс угла наклона построенной прямой,

б) величину Еоr.

  1. Сравнить полученные значения с теоретическими:

а) с тангенсом угла наклона, рассчитанным по уравнению: /nF = 0,059/n,

б) со стандартным редокс-потенциалом Еоr, взятым из Приложения 6.

  1. Объяснить расхождения между практическими и теоретическими значениями этих величин.


Вопросы и задачи к работе 2

  1. Привести примеры окислительно-восстановительных систем; написать уравнения электрохимических реакций.

  2. Что представляет собой окислительно-восстановительный электрод?

  3. Какие электроды используют в качестве электродов сравнения?

  4. Хлорсеребряный электрод: схема, строение, уравнение реакции, особенности.

  5. Зависит ли потенциал редокс-электрода от температуры?

  6. С какой целью во все исследуемые редокс-системы вводится раствор хлорида калия?

  7. Каким металлом можно заменить платину в редокс-электроде?

  8. Привести примеры редокс-систем. Какова функция платинового электрода в этих системах?

  9. Потенциал редокс-электрода в системе Cr2O72-/Cr3+ равен 1,96 В, Ео (Cr2O72-/Cr3+) = 1,33 В. Определить отношение концентраций окисленной и восстановленной форм ионов хрома в этой системе.

  10. В какой из приведённых ниже систем возникает окислительно-восстановительный потенциал: а) Cu/Cu+2; б) Ag,AgCl/HCl; в) Pt/Cu+2,Cu+; г) Pt,H2/HCl. Рассчитайте Red-Ox потенциал этой системы при 25°С, если отношение концентраций окисленной и восстановленных форм равно 3?

  11. Какие электроды можно использовать для измерения рН? Какой из приведённых ниже процессов протекает на поверхности стеклянного электрода?

Н+ + ē = 1/2Н2, Н+ + ОН- = Н2О

Н+р-р ↔ Н+пов-сть, Н+р-р + ē = Нпов-сть


Лабораторная работа 3

Определение константы диссоциации уксусной кислоты

Цель работы:  С помощью измерения удельной электропроводности растворов уксусной кислоты в интервале концентраций 0,0125 М  0,1 М, рассчитать мольную электропроводность, степень и константу диссоциации уксусной кислоты. Сделать заключение о применимости закона действия масс и других законов, справедливых для разбавленных растворов, для описания свойств раствора изученного слабого электролита  уксусной кислоты.

Оборудование: Портативный измеритель электропроводности и температуры для стандартных измерений, мерные цилиндры и стаканы для растворов уксусной кислоты и дистиллированной воды.

Реактивы: 0.1 M СН3СООН, дистиллированная вода.

Порядок работы:  

  1. Измерить температуру воздуха в лаборатории и записать в тетрадь.

  2. Промыть электрод с ячейкой дистиллированной водой и раствором уксусной кислоты концентрации 0,1 моль л–1.

  3. С помощью мерного цилиндра налить в стакан 50 мл раствора уксусной кислоты концентрации 0,1 моль л–1.

  4. Опустить электрод с ячейкой в стакан с уксусной кислотой и измерить удельную электропроводность раствора.

  5. Отлить из стакана 25 мл раствора кислоты и добавить в стакан 25 мл дистиллированной воды (получили раствор с концентрацией 0,05 моль л–1). Тщательно перемешать раствор, измерить его удельную электропроводность.

  6. Отлить из стакана 25 мл раствора, добавить 25 мл дистиллированной воды (получили раствор с концентрацией 0,025 моль л–1). Вновь измерить удельную электропроводность раствора.

  7. Отлить из стакана 25 мл раствора, добавить 25 мл дистиллированной воды (получили раствор с концентрацией 0,0125 моль л–1). Вновь измерить удельную электропроводность раствора

  8. Результаты измерений и расчетов записать в таблицу 3.

Таблица 3.

t = °С

C

моль л1

V

см3 моль1

æ

Ом1 см1



Ом1 см2 моль1



К

__

К

0,1



















0,05



















0,025



















0,0125






















  1. Рассчитать значения:

V = 1000/С,

= æ/С,

= /,

= +) + (СН3СНОО-),

К = С 2/(1).

Величину  рассчитать, используя подвижности анионов и катионов при измеренной температуре. (Приложение 5).

  1. Результаты работы представить в виде графиков зависимостей:

а) удельной электропроводности от разведения æ = f (V);

б) мольной электропроводности от разведения = f (V);

в) степени диссоциации от разведения = f (V).

Вопросы и задачи к работе 3

  1. Привести примеры проводников первого и второго рода. Причина диссоциации электролитов на ионы в дипольном растворителе. Что является носителем заряда в этих проводниках?

  2. Понятия: сопротивление, электропроводность, удельное сопротивление, удельная электропроводность, молярная электропроводность. Дайте размерности этих величин.

  3. Как изменяется степень диссоциации слабого электролита с ростом концентрации его раствора?

  4. От каких факторов зависит электропроводность растворов электролитов?

  5. Объяснить причины изменения удельной электропроводности растворов сильных и слабых электролитов при изменении их концентрации.

  6. Объяснить причины изменения мольной электропроводности растворов сильных и слабых электролитов при изменении их концентрации.

  7. Сформулировать закон Кольрауша о независимой подвижности ионов. Записать математическое выражение этого закона и указать его практическое значение.

  8. Что называется степенью диссоциации? Какие факторы влияют на степень диссоциации?

  9. Что называется константой диссоциации? Написать выражения для констант диссоциации для НCOOH, H2CO3 по первой и второй ступеням.

  10. Какая взаимосвязь существует между степенью и константой диссоциации слабых электролитов?

  11. Каково соотношение между абсолютной скоростью движения ионов и подвижностью?

  12. Рассчитать мольную электропроводность CH3COOK при бесконечном разведении, если подвижности ионов CH3COO и К+ равны 40,9 Ом1 см2 моль1 и 75,3 Ом1 см2 моль1, соответственно.

  13. Рассчитать концентрацию раствора электролита, если его разведение 50000 см3 моль1.

  14. Показать расчетом, какой из растворов электролитов KOH, KBr, HBr одинаковой концентрации имеет наибольшую мольную электропроводность.

  15. В чем заключается физический смысл разведения?

  16. Рассчитать степень диссоциации раствора муравьиной кислоты концентрации 0,05 М, если константа ее диссоциации равна 1,8104. Считать, что степень диссоциации много меньше единицы.

  17. Степень диссоциации муравьиной кислоты равна 0,3. Рассчитать мольную электропроводность муравьиной кислоты, если подвижности ионов НСОО и Н+ равны 56,4 Ом1 см2 моль1и 350 Ом1 см2 моль1, соответственно.

  18. В воде растворили 0.759 г гидроксида калия. Объем полученного раствора составил 0.80 л. Сопротивление этого раствора 184 Ом, оно было измерено в ячейке с константой В = 0.80 см1. Рассчитать мольную электропроводность раствора хлорида калия, по которому была определена константа ячейки В.

  19. Абсолютные скорости движения ионов К+ и ОН при 298 К равны 7,62 104 см2 В1 с1 и 20,5 104 см2 В1 с1, соответственно. Рассчитать мольную электропроводность гидроксида калия при бесконечном разведении.

  20. Молярная электрическая проводимость 0,1М раствора AgNO3 равна 94,3 См см2/моль. Определите удельную электрическую проводимость этого же раствора, если расстояние между электродами равно 3 см и поверхность каждого электрода 7 см2.

  21. Для предельно разбавленных растворов KBr, K2SO4 и LiSO4 молярная электрическая проводимость соответственно равна 151,6; 307,7; 237,2 См см2/моль. Вычислите молярную электрическую проводимость для предельно разбавленного раствора LiBr.



Лабораторная работа 4

Термодинамический расчёт полей устойчивости минералов

^ Цель работы: Рассчитать температурную зависимость теплового эффекта, энтропийного эффекта и полей устойчивости ассоциаций минералов.

Порядок работы:

  • Теоретическая часть.

Рассчитать температурную зависимости теплового эффекта, энтропийного эффекта и полей устойчивости ассоциаций минералов в реакциях 1 – 3 в координатах Т – р.

1. Реакция образования кордиерита за счёт силлиманита и пиропа

4Al2SiO5 + 2Mg3Al2Si3O12 + 5SiO2 = 3Mg2Al4Si5O18

силлиманит пироп кварц кордиерит





Скачать 0,63 Mb.
оставить комментарий
страница1/4
Дата28.09.2011
Размер0,63 Mb.
ТипЛабораторная работа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3   4
отлично
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх